Gewinnung und Bewertung von funktionellen Proteinen und Polyphenolen aus Sonnenblumenmehl

FORSCHUNGSPROJEKT »SmartProSun«

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Nachhaltige Verwertung von Sonnenblumen

Die Nachfrage nach pflanzlichen Proteinen und Pflanzenöl für die menschliche Ernährung sowie für die Gewinnung von Bioenergie steigt global an. In diesem Zusammenhang herrscht ein erhöhter Bedarf an Ölpflanzen, welche neben hohen Ölgehalten auch für die menschliche Ernährung wertvolle Proteine enthalten. Deutschland und Brasilien stellen für Pflanzenöle im Lebensmittelbereich derzeit wichtige Märkte dar. Aktuell wird in Brasilien vorrangig Soja für die Gewinnung von Pflanzenöl angebaut. Aufgrund der Notwendigkeit für mehr diversifizierte Rohstoffe sind Sonnenblumen eine interessante Alternative und könnten aufgrund ihrer Dürreresistenz optimal für die steigenden Anbauflächen von Pflanzenöl in Brasilien genutzt werden.

In einem vorangegangenen Forschungsprojekt (SunflowerProtein – Nachhaltiger Anbau und neuartige Verarbeitung von Sonnenblumenkernen) wurde bereits eine nachhaltige Sonnenblumenproduktion verbunden mit einer vollständigen Verwertung aller gewonnenen Fraktionen aus Sonnenblumenkernen erreicht. Es wurden Verfahren entwickelt, um aus den Sonnenblumenkernen sowohl Sonnenblumenöl als auch Sonnenblumenprotein sowie Brennstoffe herzustellen. Damit wurde der globale Bedarf nach einem nachhaltigen Umgang unserer Ressourcen sowohl durch eine verantwortungsvolle Nutzung begrenzter Ackerflächen als auch durch eine nachhaltige und ganzheitliche Verwertung des Erntegutes gestärkt.

Eine Hürde für die Eignung des proteinreichen Sonnenblumenmehls als Lebensmittelzutat stellten der noch unzureichende Proteingehalt von 55 % sowie die auf 40 % begrenzte Proteinlöslichkeit dar. Für die Herstellung ansprechender Getränke, Milchersatzprodukte, Fleischalternativen oder Sporternährung, welche die größten Marktsegmente für Pflanzenproteine ​​sind, ist eine weitere Verfahrensentwicklung erforderlich, um Zutaten mit mindestens 75 % Proteingehalt und hoher Löslichkeit zu gewinnen. Die in der Literatur beschriebenen Verfahren für die Gewinnung von Proteinisolaten sind aufgrund des Einsatzes von Zusatzstoffen und hoher Wassermengen und aufgrund anfallender großer Abwassermengen mit hoher organischer Belastung nicht nachhaltig.

Ein innovatives Verfahren ermöglicht die effiziente Gewinnung von Sonnenblumenzutaten

Ziel von »SmartProSun« ist die Entwicklung eines nachhaltigen Verfahrens zur Gewinnung von drei Sonnenblumenfraktionen:

1.    Gut lösliche Sonnenblumen-Proteinzutat mit >75 % Proteingehalt

2.    Proteinkonzentrat mit hohem Ballaststoffanteil

3.    Polyphenol-Konzentrat

Durch Schließen des Wasserkreislaufs, einem Recycling und Filtration des Abwassers werden dabei der Verbrauch von Prozesswasser und der Einsatz von Zusatzstoffen minimiert.

Nachhaltiges Verfahren für hochfunktionelle Proteinzutaten und Polyphenol-Konzentrate

Das Fraunhofer IVV entwickelt Verfahren zur Fraktionierung und Gewinnung der o.g. Zutaten aus entöltem Sonnenblumenmehl für die Herstellung maßgeschneiderter Lebensmittelzutaten. Das Verfahren ist derart gestaltet, dass die Zutaten nicht nur eine optimale Zusammensetzung der Inhaltsstoffe Protein, Fett, Asche, Ballaststoffe (Cellulose, Hemicellulose, pektinähnliche Substanzen) und Gesamtpolyphenole aufweisen, sondern auch durch exzellente funktionelle Eigenschaften charakterisiert sind. Dabei stehen eine hohe Emulgierkapazität, Gelbildung, hervorragende Schaumeigenschaften und eine helle Farbe der proteinreichen Fraktion im Vordergrund. Die Anwendung der entwickelten Fraktionen wird für den Einsatz in sensorisch ansprechenden Milchalternativen, Backwaren, veganen Fleischalternativen, Getränken sowie Proteinriegeln getestet. Die bioaktiven Eigenschaften der gewonnenen Peptide, Proteine und Polyphenole, wie blutdrucksenkende, antidiabetische, antimikrobielle und antioxidative Wirkung, werden vom brasilianischen Forschungspartner ITAL untersucht.

Nach Prüfung der wirtschaftlichen Machbarkeit, der sensorischen Akzeptanz und des Marktpotenzials der entwickelten Lebensmittelzutaten, wird die Realisierungsphase des innovativen Ansatzes unter Nutzung der Synergien der deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit eingeleitet. Um dieses Ziel zu erreichen, werden Projektpartner aus der Industrie als Akteure entlang der Produktionskette eingebunden. Die Erkenntnisse sollen auf neue Produktionsstandorte in Europa und Brasilien übertragen werden, um neue Arbeitsplätze im wachsenden Markt der Pflanzenproteine zu schaffen.